React 的调和算法Diffing 算法策略详解

  • Z时代
  • 2024-01-10
  • 分类：综合

算法策略

React的调和算法，主要发生在render阶段，调和算法并不是一个特定的算法函数，而是指在调和过程中，为提高构建workInProcess树的性能，以及Dom树更新的性能，而采用的一种策略，又称diffing算法。 在React 的官网上描述“Diffing” 算法时，提到了“diffing two trees”，但是在源码实现时，并不是创建好两棵树后，再从上往下的diffing这两棵树。这个diffing发生在搭建子节点时, 实际是新生成的ReactElement 与 current树上fibe节点的diffing。 为了将diffing算法的时间复杂度控制在O(n)（树diff的时间复杂度涉及到树的编辑距离，可以看这里）, 采用了如下策略：

只比较同层级的节点，（貌似这一点没有在官网中提到）

对于单节点比较，如果当前节点type 和 key 不相同，不再比较其下子节点，直接删掉该节点及其下整棵子树，根据ReactElement重新生成节点树。因为React认为不同类型的组件生成的树形结构不一样，不必复用。

如果子节点是数组，可根据唯一的key值定位节点进行比较，这样即使子节点顺序发生变化，也可以根据key值进行复用。

值得注意的是，所有节点的diffing都会比较key，key 默认值为null。若是没有设置，则null是恒等于null的，认为key是相同的。

单节点diffing

单个节点进行diffing时，会diffing两组属性：fibe.elementType vs ReactElement.type ， fibe.key vs ReactElement.key, 如果这两组属性都相等，数据结构的物理空间会有如下复用逻辑（详见源码reconcileSingleElement函数）：

  1. 如果current fibe 存在 alternate 节点，（这意味着这个fibe节点之前参与过调和），则复用该alternate节点的物理空间；否则需要clone current fibe节点，占用新的物理空间

  2. 对应的instance 或者 Dom 会被复用

  3. current fibe 下的child树也会被直接挂载过来（下一步递归子节点时，会被使用）

如果两组属性有一个不相等：

  • fibe 根据ReactElement重新创建

  • 对应的instance和Dom 也会重建

  • child 树全部删除。

如果生成的ReactElement 是单节点，但是对应的current树上是多节点时，会从逐一查找有没有匹配的，找到匹配的，其他的都删除；找不到，全部删除。例如Couter组件有如下逻辑：当点击次数大于10时，隐藏点击按钮。当到达第10次时，span节点会被复用。

class Counter extends React.Component{
    state={
        count:0
    }
    addCount = ()=>{
        const count = this.state.count+1;
        this.setState({count})
    }
    componentDidUpdate(){
        console.log("updated")
    }
    render(){
        return this.state.count < 10 ? [
            <button onClick={this.addCount}>点击</button>
            <span>点击次数：{this.state.count}</span>
        ]:<span>点击次数：{this.state.count}</span>;
    }
}

数组节点diffing

数组节点进行diffing时，流程比较复杂：（源码见reconcileChildrenArray函数）

中间有两次重要的遍历，第一次按index遍历，新旧节点依次比较，遇到key值不匹配的立即中断遍历。 第二次遍历，对剩下的旧节点建立 “key - 节点”的Map表，遍历剩下的新节点，按key值从表中查找旧节点进行比较。以下是三种case下，新旧节点匹配比较的情况。

key值的使用要求

从单节点和数组节点的diffing上看，key值主要是为了减少新建。为了保证diffing时新建旧节点能匹配上，key值使用时有如下注意：

  1. 得稳定，如果key值每次都变化（比如使用了随机数），diffing时，新旧节全部匹配不上，将会引起大量的新建；

  2. 必须得唯一，如果key值不唯一，在建立“key - 节点”的Map表时，会遗漏和错乱，导致页面更新错误。

对于单节点，diffing时key值也会用到，不要认为其没用随便乱设置。 也有一些不规范的用法，对单节点使用key值来实现组件的销毁和重建，但这种用法是不符合React的设计理念的。

例如，有一个日志组件，内部拉取日志数据，对外部没有数据依赖。但是在需求迭代时，在同页面增加了审批操作，审批后，后端会新增一条日志数据，这时候会希望前端页面实时的展示新增的日志数据，会需要触发日志组件重新拉取数据。如果不使用向上提升数据的方式来解决问题，可以给该组件指定一个随机的key，当审批操作完成时，修改key值，则组件就会重新构建。但这种方式的开销较高，整个组件树都会销毁重建。可以采用其他解决方案代替，例如可以给该组件指定ref，当审批完成后，通过ref调用该组件的刷新函数，重新获取数据，更新组件。

对于数组节点，key值主要是在子节点位置发生大的错位时，会起到关键作用。 对于普通的末尾新增，和末尾删除，第一次index遍历就可以匹配完，不会进入第二次key map的遍历。 因为key值对“稳定”和“唯一”性这两个要求，一般前端会需要后端对list数据提供一个唯一标识，对于聚合接口，会给后端增加额外工作，这种情况，可以先了解数据的变化特性，再决定是否真的需要设置key。

对于上面的日志组件，日志是一个列表，新增的日志，都是插在第一行，如果不设置key，基本上所有的子节点都要更新。如果设置key，就需要后端服务为每一条日志增加“永远”惟一的标识符，例如id。曾经经历过一次因为key值的唯一性变化，导致数据更新时页面展示错误的案例。

到此这篇关于React 的调和算法（Diffing 算法）的文章就介绍到这了,更多相关React Diffing 算法内容请搜索以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持！

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